(57)【要約】  碍子を省略しつつも、横置き可能な極低温ケーブル用終端接続部を提供する。  極低温ケーブル用終端接続部は、一端部がガス絶縁機器に接続され、他端部が極低温ケーブルに接続された引き出し導体と、引き出し導体の一端部が外部に突出させた状態で、当該引き出し導体と極低温ケーブルとを収容し、支持する液体窒素槽と、引き出し導体の外周を覆うコンデンサーコーンからなるブッシングとを備えている。ブッシングのうち、液体窒素槽側の端部を極低温部、ガス絶縁機器側の端部を常温部とすると、極低温部と常温部との間における外周囲には、加圧窒素ガスが充填された加圧窒素ガス槽が設けられている。
2011152344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス絶縁機器に接続される極低温ケーブル用終端接続部において、
一端部が前記ガス絶縁機器に接続可能に構成され、他端部が極低温ケーブルに接続された引き出し導体と、
前記引き出し導体の一端部を外部に突出させた状態で、当該引き出し導体と前記極低温ケーブルとを収容し、支持する液体窒素槽と、
前記引き出し導体の外周を覆うコンデンサーコーン又はストレスコーンを有するブッシングとを備え、
前記ブッシングのうち、前記液体窒素槽側の端部を極低温部、前記ガス絶縁機器側の端部を常温部とすると、前記極低温部と前記常温部との間における外周囲には、隣接する液体窒素槽により液化を生じない加圧ガスが充填された加圧ガス槽が設けられていることを特徴とする極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項２】
設置状態において、前記液体窒素槽が、前記引き出し導体と前記極低温ケーブルとを水平に沿う状態で収容し、支持する横置き型であることを特徴とする請求項1記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項３】
前記加圧ガス槽は、前記極低温部をシールする極低温側フランジと、前記常温部をシールする常温部側フランジとの間に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項４】
前記ブッシングを包む断熱材を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項５】
前記加圧ガス槽内の圧力が、前記液体窒素槽内の圧力及び前記ガス絶縁機器内の圧力の間の値に設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項６】
前記液体窒素槽と前記加圧窒素ガス槽との隔壁に前記引き出し導体及びブッシングを囲繞する伸縮可能なベローズ構造を設け、
前記液体窒素槽が、前記ベローズ構造を介して前記引き出し導体及びブッシングを支持することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項７】
前記ベローズ構造は、前記引き出し導体の長手方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項６に記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項８】
前記ベローズ構造は、前記引き出し導体を中心とする円の半径方向沿って伸縮可能であることを特徴とする請求項６又は７に記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を送電するための極低温ケーブルや超電導ケーブルの端末構造に関するものであり、特にガス絶縁開閉装置（Gas Insulated Switch）などに接続させる端末構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体窒素などの極低温冷媒で冷却される超電導ケーブル、極低温ケーブルは−１００℃から−２００℃で運転されている。これらケーブルを用いて電力を送電するためには、室温部分にある変圧器や開閉器などの常温設備と極低温環境下のケーブルとを接続する必要があり、ケーブルの端末には終端接続部が必要となる。【０００３】
この終端接続部は、一端は液体窒素等で冷却され、他端は大気中に引き出されるため、液体窒素の温度、すなわち極低温から常温までの極めて大きな温度傾斜（温度勾配）を有している。一般的な極低温ケーブル用終端接続部について図８を用いて説明する。【０００４】
図８は従来の一般的な極低温ケーブル用終端接続部の一例を示す縦断面図である。同図に示すように、極低温ケーブル等の導体１１０が接続部１２０を介して引出し導体１０３に接続されている。引出し導体１０３は、液体窒素のごとき液体冷媒層１０５により構成される極低温部１１１、液体冷媒層１０５の上部に連なる窒素ガス等からなる冷媒ガス層１０４により構成される温度傾斜部１１２を通過し、さらにこの温度傾斜部１１２の上部に位置する高電圧引出部１１３を通って、気中部に位置する高電圧端子１２４に導かれる。【０００５】
高電圧引出部１１３は、温度傾斜部１１２の冷媒ガス層１０４とフランジ１０６により仕切られていて、主として碍子１００と、その内部に充填された絶縁油やＳＦ６（六フッ化硫黄）などの流体絶縁体１０２とにより構成されている。図８において符号１２１は外部圧力容器を、１２２は内部圧力容器を示している。【０００６】
さて、このように極低温ケーブル用終端接続部内に配置される引出し導体１０３の被覆材として、通常種々の形状のストレスコーンやコンデンサーコーンが使用されている。図９に示すストレスコーンは、銅などの引出し導体１０３の外周に、温度傾斜部１１２内に位置する部分及び前記高電圧引出部１１３の下部に位置する部分に跨って施された、絶縁被覆１０３aを備えている。さらに、絶縁被覆１０３aの両端部近傍には電界制御用のベルマウス構造１０３ｇ，１０３ｇが設けられている（特許文献１）。【０００７】
さらに、引出し導体１０３としては、図１０に示すようなコンデンサーコーンを設けた例もある。図１０に示す構造において、導体１０３の周囲にはケーブル絶縁体１０３ｈが設けられ、さらにその周囲に補強絶縁体１０３ｉ及びそのなかに埋設された金属箔１０３ｊからなるコンデンサーコーン１３０が設けられる（特許文献２）。【０００８】
また別の従来例では、図１１に示すように極低温部１６０ａと常温部１６０ｃとの間でブッシング１６０の外周に真空断熱部１６０ｂを設け、真空断熱部１６０ｂは、極低温部１６０ａをシールする極低温側フランジ１６２と、常温部１６０ｃをシールする常温側フランジ１６３との間に形成された終端接続部がある（特許文献３）。【０００９】
この端末構造は、冷媒槽１９０内の液体窒素１９１に浸漬された極低温部１６０ａと、碍子１８０に収納された常温部１６０ｃと、極低温部１６０ａと常温部１６０ｃの間に形成された真空断熱部１６０ｂとを備える。ブッシング１６０は、ステンレスパイプの外周にＦＲＰと箔電極とを積層した両端部がテーパー状の棒状体である。ＦＲＰと箔電極との積層はいわゆるコンデンサー方式の電界緩和手段である。【００１０】
このブッシング１６０の外周には一対のフランジ１６２，１６３を一体化した。下方のフランジが極低温側フランジ１６２で、上方のフランジが常温側フランジ１６３である。このような常温側フランジ１６３で真空容器１９３の上端を封止し、さらに極低温側フランジ１６２で冷媒槽１９０の上端を封止することで、極低温側フランジ１６２と常温側フランジ１６３との間に形成される空間を真空断熱部とする。【００１１】
ここで、常温側フランジ１６３を波付け加工したフレキシブル管１７３Ａ，１７３Ｂを用いて可動式に構成し、ブッシング１６０の熱伸縮に対応して常温側フランジ１６３を可動とし、極低温側フランジ１６２に過大な応力がかかることを防止する。【００１２】
さらに、フレキシブル管１７３Ａにより、真空断熱部１６０ｂが内層部１７１と外層部１７２とに分割される。内層部１７１は外層部１７２に取り囲まれる小さな空間であり、内層部１７１を真空又は内部に気体を充填しても良い。気体を充填する場合には、気体の沸点を極低温部の冷媒の沸点よりも低くしておけば、気体が液化又は固化されることがなく、極低温部の冷媒を液体窒素とした場合、内層部に充填する気体はHeなどが好ましいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−０３３９６４号公報
【特許文献２】特開２００１−００８３５６号公報
【特許文献３】特開２００２−２３８１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の終端接続部は、一般に気中終端接続部と呼ばれ、大気中にある架空送電線や架空母線を繋ぐものであった。ところが近年においては、六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスなどの絶縁性ガスが充填された単一の接地容器内に遮断器・断路器・母線電線路・避雷器・計器用変成器・作業用接地装置などを収めたガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）に対して、超電導ケーブルを直接接続する要求が高まってきた。そのため、上述した碍子を有する超電導ケーブルの終端接続部に対しては、図１２に示すように、ガス絶縁開閉装置２００の遮断器部分の導体２０１を、ブッシング２０２と碍子２０３を付けて、気中に引きだした気中開閉設備の遮断器と気中で母線２０４を介して超電導ケーブルの終端接続部と接続する方法が用いられていた。この場合、高価な碍子を遮断器と超電導ケーブルそれぞれに用意する必要があり高コストとなる問題があった。
また、気中に取りだすために、碍子１００，２０３の高さ、碍子１００，２０３上部の高電圧電極と周辺設備の天井Ｔからの離隔距離ｄなどを考慮すると、設置される空間は広い空間が必要となってしまう。このため、変電所建屋内部での設置が困難であり最近の地下変電所に用いることができない問題もあった。
さらに、高さ制限のある室内に設置されるガス絶縁開閉装置では、超電導ケーブルの端末を横置きで接続する要求もあり、従来の終端接続部では引き出し導体は全て縦置きとなり、横置きでの接続ができないのが実状である。【００１５】
また、超電導ケーブルを超電導状態にするために液体窒素で冷却するが、室温から液体窒素を導入する場合、引き出し導体を水平に引き出して終端接続部を横置きとすると、液体窒素が容器の下部からたまってゆくこととなる。容器の下部は液体窒素温度（−１９７°Ｃ）で冷やされるために熱収縮が起きるが、容器の上部は常温であるため、上下で熱収縮のアンバランスが起こり得る。そのために、熱収縮のアンバランスは加圧窒素ガス槽と液体窒素槽を隔離するフランジに加わり、コンデンサーコーン絶縁体に応力を加えることになり、最悪の場合、コンデンサーコーン絶縁体に機械的なクラックが入り、破損することがある。なお、この熱伸縮によるアンバランスは、専らフランジを支える周囲の容器に生じるものであり、フランジ自体は、それほど歪まない。
そして、このような熱収縮のアンバランスの発生も、終端接続部を横置きとすることを阻む要因の一つとなっている。
このため、本発明の課題は、碍子を省略しつつも、横置き可能な極低温ケーブル用終端接続部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以上の課題を解決するため、本発明は、ガス絶縁機器に接続される極低温ケーブル用終端接続部において、
一端部が前記ガス絶縁機器に接続可能に構成され、他端部が極低温ケーブルに接続された引き出し導体と、
前記引き出し導体の一端部を外部に突出させた状態で、当該引き出し導体と前記極低温ケーブルとを収容し、支持する液体窒素槽と、
前記引き出し導体の外周を覆うコンデンサーコーン又はストレスコーンを有するブッシングとを備え、
前記ブッシングのうち、前記液体窒素槽側の端部を極低温部、前記ガス絶縁機器側の端部を常温部とすると、前記極低温部と前記常温部との間における外周囲には、隣接する液体窒素槽により液化を生じない加圧ガスが充填された加圧ガス槽が設けられていることを特徴としている。【００１７】
本発明によれば、極低温部と常温部との間、つまりコンデンサーコーン又はストレスコーンの接地電位となる直線部分の外周囲に加圧ガス槽が設けられているので、液体窒素槽から外部、又は外部からの液体窒素槽へのリークを抑制することができる。引き出し導体の一端部には碍子のない状態でガス絶縁機器が接続される。これらのことにより、碍子を省略しつつも、横置き可能な極低温ケーブル用終端接続部を提供することができる。
なお、この加圧ガス槽内は、隣接する液体窒素槽により液化を生じないガス、例えば、窒素、ネオン、ヘリウムなどを用いることができる。【００１８】
また、本発明に係る極低温ケーブル用終端接続部は、設置状態において、液体窒素槽を、引き出し導体と極低温ケーブルとを水平に沿う状態で収容し、支持する横置き型とすることが好ましい。
なお、ここでいう「水平」とは、完全な水平のみならず、略水平、即ち、水平から±５度程度の角度を有する場合を含む意味である。【００１９】
このように構成した場合、外部に突出した引き出し導体の一端部も略水平に沿うことになるため、横置きした状態でガス絶縁機器に接続することができる。そして、横置きが可能であれば、地下変電所などのように高さ空間の制限がある部分でも極低温ケーブル用終端接続部を設置することが可能となる。【００２０】
また、本発明に係る極低温ケーブル用終端接続部は、
前記加圧ガス槽は、前記極低温部をシールする極低温側フランジと、前記常温部をシールする常温部側フランジとの間に形成されていることが好ましい。【００２１】
このように構成した場合、極低温側フランジと常温部側フランジとで加圧ガス槽の気密性を確保することができる。【００２２】
また、本発明に係る極低温ケーブル用終端接続部は、前記ブッシングを包む断熱材を備えていることが好ましい。【００２３】
このように構成した場合、断熱材によって加圧ガス槽内の窒素ガスの対流を防止することができ、熱侵入を小さくすることができる。さらに、加圧ガス槽内の加圧ガスが直接ブッシングに触れることを断熱材が防止するので、液体窒素槽内の液化ガスと同じ種類のガスを加圧窒素ガスに用いたとしても、液化することがなく、熱侵入を小さくすることができる。【００２４】
また、本発明に係る極低温ケーブル用終端接続部は、前記加圧ガス槽内の圧力が、前記液体窒素槽内の圧力及び前記ガス絶縁機器内の圧力の間の値に設定されていることが好ましい。なお、加圧窒素ガス槽内の圧力は、液体窒素槽内の圧力及びガス絶縁機器内の圧力の平均値であると、より望ましい。【００２５】
このように構成した場合、液体窒素槽、ガス絶縁機器及び加圧ガス槽の圧力差を小さくすることができ、極低温側フランジと常温部側フランジとに加わる力を小さくすることができる。これにより、各フランジを薄くすることができ、低コスト化、軽量化を図ることができる。また、液体窒素槽、ガス絶縁機器及び加圧ガス槽の圧力差が小さければ、液体窒素槽、加圧ガス槽、ガス絶縁機器の相互間のリークをより防止することができる。【００２６】
また、本発明に係る極低温ケーブル用終端接続部は、前記液体窒素槽と前記加圧窒素ガス槽との隔壁に前記引き出し導体及びブッシングを囲繞する伸縮可能なベローズ構造を設け、液体窒素槽が、ベローズ構造を介して前記引き出し導体及びブッシングを支持する構成とすることがより望ましい。
また、ベローズ構造は引き出し導体の長手方向又は引き出し導体を中心とする円の半径方向に沿って伸縮可能としても良いし、これら双方の方向に沿って伸縮可能としても良い。【００２７】
液体窒素槽と加圧窒素ガス槽との隔壁に引き出し導体及びブッシングを囲繞すると共に引き出し導体の長手方向若しくは引き出し導体を中心とする円の半径方向又は引き出し導体の長手方向と引き出し導体を中心とする円の半径方向の双方に沿って伸縮可能なベローズ構造を設け、このベローズ構造を介して引き出し導体を支持することにより、液体窒素導入における冷却過程での液体窒素槽の熱収縮のアンバランスを吸収することにより、引き出し導体及びブッシングを支持する隔壁に応力が加わらず、ブッシングの絶縁体を健全に維持することができる。特に、加圧窒素ガス槽と液体窒素槽の圧力をほぼ等しくした場合には、加圧窒素ガス槽と液体窒素槽との圧力差による伸縮を回避してより好適に引き出し導体及びブッシングを支持することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、碍子を省略しつつも、横置き可能な極低温ケーブル用終端接続部が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る極低温ケーブル用終端接続部の要部を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るブッシングの拡大縦断面図である。
【図３】図１に示す極低温ケーブルの終端接続部をガス絶縁開閉装置に接続した例を示すその主要部を断面で示した説明図である。
【図４】図１に示す極低温ケーブルの終端接続部にストレスコーンを有するブッシングを適用した例を示すその主要部を断面で示した説明図である。
【図５】図１に示す極低温ケーブルの内部圧力容器の隔壁にベローズ構造を形成した例を示すその主要部を断面で示した説明図である。
【図６】図１に示す極低温ケーブルの内部圧力容器の隔壁にベローズ構造を形成した他の例を示すその主要部を断面で示した説明図である。
【図７】図１に示す極低温ケーブルの内部圧力容器の隔壁にベローズ構造を形成したさらに他の例を示すその主要部を断面で示した説明図である。
【図８】従来技術に係る極低温ケーブルの終端接続部の要部を示す縦断面図である。
【図９】従来技術に係るストレスコーンの拡大縦断面図である。
【図１０】従来技術に係るコンデンサーコーンの拡大縦断面図である。
【図１１】従来技術に係る極低温ケーブルの終端接続部の要部を示す縦断面図である。
【図１２】図８に示す従来の極低温ケーブルの終端接続部をガス絶縁開閉装置に接続した例を示すその主要部を断面で示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る極低温ケーブル用終端接続部の要部縦断面図であり、図２は同実施形態におけるブッシングの拡大縦断面図である。
【００３１】
図１に示すように、極低温ケーブル用終端接続部１には、極低温ケーブル３、引き出し導体４、液体窒素槽５等が備えられている。
【００３２】
液体窒素槽５は、内部を液体窒素が充填される内部圧力容器５１と、内部圧力容器５１を覆う外部圧力室５２とを備えている。この液体窒素槽５は、引き出し導体４の一端部を外部に突出させた状態で、極低温ケーブル３と引き出し導体４とを収容している。収容時においては、液体窒素槽５は、極低温ケーブル３と引き出し導体４とを略水平に沿うように支持している。
ここで、内部圧力容器５１の内部には、液体窒素が充填されるが、その液面状態は、気体層が形成されないようにすることが望ましい。液体に比べ、気体は絶縁性が弱いため、気体層の存在が絶縁性の低下の原因となるからである。
【００３３】
極低温ケーブル３は、その先端部が液体窒素槽５内の液体窒素に進入していて、例えばフレキシブル接続子のごとき接続端子２０によって、引き出し導体４の他端部に接続されている。引き出し導体４の一端部は、液体窒素槽５から突出して、先端に高電圧端子２１を備えている。当該高電圧端子２１は、図示しないガス絶縁機器内に収容されて、ＳＦ６等の絶縁ガス中で、当該ガス絶縁機器の電極に接続される。引き出し導体４は、図中左側に向かって極低温部６、温度傾斜部７、高電圧引出部８に連なっている。
【００３４】
引き出し導体４は、大気中に突出する部分が常温であり、液体窒素槽５の液体窒素内に位置する部分が極低温であり、その間が極低温部６内に位置する部分、温度傾斜部７内に位置する部分及び高電圧引出部８内に位置する部分に跨っている。引き出し導体４には、ブッシング９が取り付けられている。このブッシング９について図２の縦断面図を用いて詳細に説明する。
【００３５】
ブッシング９は、コンデンサーコーン９１、中空パイプ４１及びフランジ４２等を備えている。具体的に説明すると、銅及びアルミなどの良導体からなる引き出し導体４の外周には間隙αを設けてステンレス製の中空パイプ４１が同軸配置されている。中空パイプ４１の先端は引き出し導体４に、フランジ４２を用いて支持されている。フランジ４２は中空パイプ４１の外径とほぼ同径の環状フランジに形成され、その中央部を貫通する引き出し導体４の外周に固定されている。中空パイプ４１の先端には同じく環状の端板４３が一体に形成され、この端板４３の中央部に引き出し導体４が気密に貫通する孔４３ａが形成されている。そして、端板４３がフランジ４２に取り付けられることで、中空パイプ４１が引き出し導体４に位置決め状態で支持されている。
【００３６】
なお、中空パイプ４１としては金属である必要もなく、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）などの樹脂製のパイプを用いることも可能であり、その場合常温からの熱侵入量を低減できるメリットがある。引き出し導体４と中空パイプ４１との間隙αとしては、引き出し導体４の外径と中空パイプ４１の内径との差として、液体冷媒が侵入しやすい間隔となるように１０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００３７】
この中空パイプ４１の外周には、ＦＲＰを主なる絶縁材料としたコンデンサーコーン９１が形成されている。コンデンサーコーン９１は、一定の幅のコンデンサ電極を形成する金属箔９２が、紡錘状のコーン部９ａ、９ｃに、互いに並行にほぼ一定の間隔で階段的かつ同心状となるように絶縁体９３中に埋め込まれている。
【００３８】
絶縁体９３としては、エポキシ樹脂、ＥＰＲ（エチレンプロピレンゴム）、ゴム、ＦＲＰなどが用いられている。また金属箔９２は、アルミ箔等からなり、コンデンサーコーン９１では高圧側から低圧側に向かってそれぞれ等しい容量のコンデンサーが直列接続された形になるために、コーン部の界面に沿う電界はほぼ均一に整えられる。さらに、コンデンサーコーン９１の最外層になる金属箔９２に図示しないアース線を取り付けて、接地することで、引き出し導体４の最外径を有する円柱部分９ｂの表面電界は接地電位とすることができる。
【００３９】
ここで、ブッシング９のうち、液体窒素槽５側の端部を極低温部、ガス絶縁機器側の端部を常温部とすると、円柱部分９ｂにおける極低温部側の端部には極低温部をシールする極低温側フランジ９５が設けられていて、円柱部分９ｂにおける常温部側の端部には常温部をシールする常温部側フランジ９６が設けられている。この円柱部分９ｂにおける極低温側フランジ９５と常温部側フランジ９６との間が、加圧窒素ガスが充填された加圧ガス槽としての加圧窒素ガス槽９７となる。つまり、極低温側フランジ９５は、極低温部と加圧窒素ガス槽９７とを遮断するものであり、常温部側フランジ９６は、常温部と加圧窒素ガス槽９７とを遮断するものである。なお、ここでの「加圧」とは、大気圧を基準としてそれよりも圧力を高くするという意味である。
【００４０】
加圧窒素ガス槽９７には、ブッシング９を包むように断熱材（図示省略）が設けられている。断熱材の施工方法としては、内部で発泡する樹脂を断熱材として加圧窒素ガス槽９７に入れて発泡させて充填させる方法、断熱材として発泡材をブッシング９に巻き付ける方法、粒状の断熱材を加圧窒素ガス槽９７とブッシング９との間の空間に充填させる方法、断熱材として熱伝導率が低い樹脂製シート又は断熱シートを、加圧窒素ガス槽９７の内径と同等になるまでブッシング９に巻き付け積層させる方法等があげられる。
【００４１】
また、加圧窒素ガス槽９７内の圧力は、液体窒素槽５内の圧力及びガス絶縁機器内の圧力の間の値に設定されている。そして、加圧窒素ガス槽９７、液体窒素槽５及びガス絶縁機器の内部の圧力は、５〜１０気圧の範囲内に収められている。
なお、この加圧窒素ガス槽９７内は、窒素ガスに限らず、隣接する液体窒素槽５により液化を生じないガス、例えば、ネオン、ヘリウムなどであっても良い。
【００４２】
図３は、六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスなどの絶縁性ガスを充填した単一の接地容器内に遮断器、断路器、母線電線路、避雷器、計器用変成器、作業用接地装置などを収めたガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）３００に対して、上述の極低温ケーブル用終端接続部１を接続した場合の例を示す要部を断面で示した説明図ある。
ガス絶縁開閉装置３００からは、水平方向に沿って極低温ケーブル用終端接続部１に向かって絶縁性ガスを充填した配管３０１が延びて、常温部側フランジ９６を介して液体窒素槽５と接続されている。そして、極低温ケーブル用終端接続部１の液体窒素槽５０から引き出された引き出し導体４，ブッシング９及び高電圧端子２１は、配管３０１の内側を通ってガス絶縁開閉装置３００側に伸びている。
また、ガス絶縁開閉装置３００の接続端子３０２からは、導体３０３が配管３０１内を通って、極低温ケーブル用終端接続部１側の高電圧端子２１に接続される。なお、符号３０４は、配管３０１内の絶縁性ガスを封止する隔壁である。
このように、極低温ケーブル用終端接続部１は、横置き型としたことにより、ガス絶縁開閉装置３００と接続する場合に、極低温ケーブル用終端接続部１とガス絶縁開閉装置３００のそれぞれに垂直上下方向に延びる導体や碍子を設ける必要がなく、低コストの雪像を実現することが可能となる。
また、極低温ケーブル用終端接続部１とガス絶縁開閉装置３００のそれぞれに垂直上下方向に延びる導体や碍子が存在しないので、変電所建屋等の設置場所の天井を高くする必要がなく、極低温ケーブル用終端接続部１とガス絶縁開閉装置３００の接続を図るための制約がなくなり、高さ空間の制限がある場所でも、容易且つ低コストでの設置が可能となる。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、引き出し導体４及び極低温ケーブル３が液体窒素槽５によって略水平に沿うように支持されているので、外部に突出した引き出し導体４の一端部も略水平に沿うことになる。また、極低温部と常温部との間、つまりコンデンサーコーン９１の接地電位となる直線部分（円柱部分９ｂ）の外周囲に加圧窒素ガス槽９７が設けられているので、液体窒素槽５から外部、又は外部から液体窒素槽５へのリークを抑制することができる。したがって、横置きした状態でガス絶縁機器に接続することができる。そして、引き出し導体４の一端部には碍子のない状態でガス絶縁機器が接続される。これらのことにより、碍子を省略しつつも、横置き可能な極低温ケーブル用終端接続部１を提供することができる。
【００４４】
また、極低温側フランジ９５と常温部側フランジ９６との間に加圧窒素ガス槽９７が形成されているので、極低温側フランジ９５と常温部側フランジ９６とで加圧窒素ガス槽９７の気密性を確保することができる。
また、断熱材がブッシング９を包んでいるので、この断熱材によって加圧窒素ガス槽９７内の窒素ガスの対流を防止することができ、熱侵入を小さくすることができる。さらに、加圧窒素ガス槽９７内の窒素ガスが直接ブッシング９に触れることを断熱材が防止するので、液体窒素槽５内の液化ガスと同じ種類のガスを加圧窒素ガスに用いたとしても、液化することがなく、熱侵入を小さくすることができる。
さらに、加圧窒素ガス槽９７内の圧力が、液体窒素槽５内の圧力及びガス絶縁機器内の圧力の間の値に設定されているので、液体窒素槽５、ガス絶縁機器及び加圧窒素ガス槽９７の圧力差を小さくすることができ、極低温側フランジ９５と常温部側フランジ９６とに加わる力を小さくすることができる。これにより、各フランジ９５，９６を薄くすることができ、低コスト化、軽量化を図ることができる。また、液体窒素槽５、ガス絶縁機器及び加圧窒素ガス槽９７の圧力差が小さければ、液体窒素槽５、加圧窒素ガス槽９７及びガス絶縁機器の相互間のリークをより防止することができる。
【００４５】
なお、上記極低温ケーブル用終端接続部１のブッシングがコンデンサーコーンを備える場合を例示したが、ブッシングはこれに限らず、例えば、図４に示すような、ストレスコーン４００を備えるブッシングを引き出し導体４に取り付けても良い。
このストレスコーン４００は、液体窒素槽５の内側の極低温部６から温度傾斜部７を経て高電圧引出部８まで跨がるように引出し導体４の外周面上に形成されたエポキシ樹脂製の絶縁被覆であり、その両端には電界制御部材としてのベルマウス構造４０１が形成されている。なお、この電界制御部材としてはベルマウス構造４０１に限らず、通常使用されている種々の形状のストレスコーンが使用できる。
また、このストレスコーン４００は、長手方向中間部において、フランジ部４０２，４０３が形成されており、このストレスコーン４００を介して引き出し導体４が液体窒素槽５に支持されるようになっている。
また、一方のフランジ部４０３は温度傾斜部７と高電圧引き出し部８の隔壁に取り付けられ、当該隔壁を密閉し、もう一方のフランジ部４０２は極低温部６と温度傾斜部７の隔壁に取り付けられ、当該隔壁を密閉している。
また、ここで使用される引き出し導体４は、接続端子２０側の外径が高電圧端子２１側の端部に比べて小さく設定されており、液体窒素槽５側への熱侵入を抑制する構造となっている。
このようなストレスコーン４００を備えるブッシングを使用する場合でも、前述したコンデンサコーン９１を備えるブッシング９とほぼ同様の機能を実現することが可能である。
【００４６】
また、図５に示すように、極低温ケーブル用終端接続部１は、極低温部６と温度傾斜部７の隔壁に、引き出し導体４及びブッシング９を囲繞すると共に引き出し導体４の長手方向に伸縮可能なベローズ構造３０を設け、液体窒素槽５の内部圧力容器５１が、ベローズ構造３０を介して引き出し導体４及びブッシング９を支持する構造としても良い。
このベローズ構造３０は、筒状の蛇腹であることから、液体窒素槽５に液体窒素を導入する場合において、冷却過程での液体窒素槽５の内部圧力容器５１の上部と下部との熱収縮のアンバランスを吸収することにより、引き出し導体４及びブッシング９を支持する隔壁及びフランジ９５に応力が加わらず、ブッシング９の絶縁体９３が応力で破壊されることを回避し、当該ブッシング９を健全に維持することができる。
この場合、極低温部６の内部圧力と温度傾斜部７の内部圧力とがほぼ等しくなるように調節することで、極低温部６と温度傾斜部７との圧力差によるベローズ構造３０の伸縮を回避してより好適に引き出し導体４及びブッシング９を支持することが可能となる。
また、上記ベローズ構造３０に替えて、図６に示すように、極低温部６と温度傾斜部７の隔壁に引き出し導体４を中心とする円の半径方向に沿って伸縮可能とするベローズ構造３０Ａを設けても良い。
さらに、上記ベローズ構造３０に替えて、図７に示すように、極低温部６と温度傾斜部７の隔壁に、円錐面形状に形成し、引き出し導体４の長手方向と当該引き出し導体４を中心とする円の半径方向の双方に沿って伸縮可能とするベローズ構造３０Ｂを設けても良い。
これらのベローズ構造３０Ａ，３０Ｂも上記のベローズ構造３０と同様の効果をもたらすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
電力を送電するための極低温ケーブルや超電導ケーブルをガス絶縁開閉装置に接続する終端接続部の分野において利用可能性がある。
【符号の説明】
【００４８】
１  極低温ケーブル用終端接続部
３  極低温ケーブル
４  引き出し導体
５  液体窒素槽
６  極低温部
７  温度傾斜部
８  高電圧引出部
９  ブッシング
９ａ  コーン部
９ｂ  円柱部分
９ｃ  コーン部
２０  接続端子
２１  電極
３０，３０Ａ，３０Ｂ  ベローズ構造
４１  中空パイプ
４２  フランジ
４３  端板
４３ａ  孔
５１  内部圧力容器
５２  外部圧力室
９１  コンデンサーコーン
９２  金属箔
９３  絶縁体
９５  極低温側フランジ
９６  常温部側フランジ
９７  加圧窒素ガス槽（加圧ガス槽）
α  間隙
【図１】
2011152344.tif 000003
【図２】
2011152344.tif 000004
【図３】
2011152344.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011152344.tif 000007
【図６】
2011152344.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス絶縁機器に接続される極低温ケーブル用終端接続部において、
一端部が前記ガス絶縁機器に接続可能に構成され、他端部が極低温ケーブルに接続された引き出し導体と、
前記引き出し導体の一端部を外部に突出させた状態で、当該引き出し導体と前記極低温ケーブルとを収容し、支持すると共に液体窒素が充填される液体窒素槽と、
前記引き出し導体の外周を覆うコンデンサーコーン又はストレスコーンを有するブッシングとを備え、
前記ブッシングのうち、前記液体窒素槽側の端部を極低温部、前記ガス絶縁機器側の端部を常温部とすると、前記極低温部と前記常温部との間における外周囲には、隣接する液体窒素槽により液化を生じない加圧ガスが充填され、当該液体窒素槽と遮断された加圧ガス槽が設けられ、
設置状態において、前記液体窒素槽が、前記引き出し導体と前記極低温ケーブルとを水平に沿う状態で収容し、支持する横置き型であることを特徴とする極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項２】
前記加圧ガス槽内の圧力が、前記液体窒素槽内の圧力及び前記ガス絶縁機器内の圧力の間の値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項３】
前記加圧ガス槽は、前記極低温部をシールする極低温側フランジと、前記常温部をシールする常温部側フランジとの間に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項４】
前記ブッシングを包む断熱材を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項５】
前記液体窒素槽と前記加圧窒素ガス槽との隔壁に前記引き出し導体及びブッシングを囲繞する伸縮可能なベローズ構造を設け、
前記液体窒素槽が、前記ベローズ構造を介して前記引き出し導体及びブッシングを支持することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項６】
前記ベローズ構造は、前記引き出し導体の長手方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項５に記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【請求項７】
前記ベローズ構造は、前記引き出し導体を中心とする円の半径方向沿って伸縮可能であることを特徴とする請求項５又は６に記載の極低温ケーブル用終端接続部。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
以上の課題を解決するため、本発明は、ガス絶縁機器に接続される極低温ケーブル用終端接続部において、
一端部が前記ガス絶縁機器に接続可能に構成され、他端部が極低温ケーブルに接続された引き出し導体と、
前記引き出し導体の一端部を外部に突出させた状態で、当該引き出し導体と前記極低温ケーブルとを収容し、支持すると共に液体窒素が充填される液体窒素槽と、
前記引き出し導体の外周を覆うコンデンサーコーン又はストレスコーンを有するブッシングとを備え、
前記ブッシングのうち、前記液体窒素槽側の端部を極低温部、前記ガス絶縁機器側の端部を常温部とすると、前記極低温部と前記常温部との間における外周囲には、隣接する液体窒素槽により液化を生じない加圧ガスが充填され、当該液体窒素槽と遮断された加圧ガス槽が設けられていることを特徴としている。
【国際調査報告】
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